底部并开槽，再加工产品顶部和中部的路径来设计。
[0104]得到钻头粉坯后，本发明将所述钻头粉坯进行烧结，得到合金钻头。在本发明的实施例中，所述烧结的设备可以为压力烧结炉。在本发明的实施例中，所述烧结的温度为1430°C?1470°C ;在其他的实施例中，所述烧结的温度为1440°C?1460°C。在本发明的实施例中，所述烧结的时间为6小时?12小时；在其他的实施例中，所述烧结的时间为8小时?10小时。在本发明的实施例中，所述烧结后的保温时间为30分钟?50分钟；在其他的实施例中，所述烧结后的保温时间为35分钟?45分钟。
[0105]采用排水法测密度，测试本发明提供的合金钻头的密度，测试结果为，本发明提供的合金钻头的密度为14g/cm3?15g/cm3。
[0106]采用洛氏硬度计测试本发明提供的合金钻头的硬度，测试结果为，本发明提供的合金钻头的硬度为85HRA?95HRA。
[0107]采用三点抗弯法，在万能强度试验机上测试本发明提供的合金钻头的抗弯强度，测试结果为，本发明提供的合金钻头的抗弯强度为3100MPa?3200MPa。
[0108]在丽2000型滑动磨损试验机上进行常温干滑动磨损试验，试样尺寸为lOmmX lOmmX 10mm，对磨环材料为淬火+低温回火(硬度HRC53)的42CrMo，法向载荷为20Kgf，对磨环转速为400r/min，磨损时间60min，总滑动距离约3800m ;以相对耐磨性(=标样磨损失重量/试样磨损失重量)作为材料耐磨性的指标，检测本发明提供的合金钻头的相对耐磨性。检测结果为，本发明提供的合金钻头的相对耐磨性为78?80 (淬火+低温回火42CrMo钢为1)。
[0109]采用20°C恒温浸泡腐蚀测试方法，在0.5mol/L盐酸水溶液中测试材料的耐蚀性能，以316L不锈钢为对比试样，测试168小时浸泡后的腐蚀失重量，以相对耐腐性(=标样腐蚀失重量/试样腐蚀失重量)作为材料耐蚀性的指标，检测本发明提供的合金钻头的相对耐腐性。检测结果为，本发明提供的合金钻头的相对耐腐性为32?35(316L不锈钢为I)。
[0110]本发明以下实施例所用原料均为市售商品。
[0111]实施例1
[0112]将Co、N1、TaC、MoC和WC混合，得到混合物，所述混合物中含有12界七％的Co、6wt%的N1、0.5?丨％的TaC、0.5?丨％的MoC，余量为WC，所述WC中费氏粒度为11 μπι的粉末和费氏粒度为23 μπι的粉末的质量比为25:75 ;
[0113]将所述混合物采用湿球磨工艺进行磨制36小时，磨制过程中的球磨比为4:1，将磨制后的产物在0.08MPa、95°C下真空干燥，将干燥后的产物进行滚筒制粒，得到混合料；
[0114]将所述混合料在225MPa下进行16分钟的冷等静压成型，得到粉坯；
[0115]将所述粉坯利用五轴数控加工进行机加工，得到钻头粉坯；首先加工粉坯底部(有螺纹部分)钻3个斜孔，然后挖槽；翻面加工粉坯的顶部，再加工粉坯的中部；最后是加工3个大孔和倒扣及30个孔；所述钻头粉坯的形状如图1和图2所示，图1为本发明实施例1制备的钻头粉坯的结构示意图，图2为本发明实施例1制备的钻头粉坯的前视图；
[0116]将所述钻头粉坯放入压力烧结炉内进行高温烧结，得到合金钻头，所述烧结的时间为12h，烧结的温度为1470°C，烧结后的保温时间为30min。
[0117]本发明实施例1制备得到的合金钻头如图3所示，图3为本发明实施例1提供的合金钻头的照片，本发明实施例1制备得到的合金钻头的直径为175_，高度为87_。
[0118]按照上述技术方案所述的方法，检测本发明实施例1制备得到的合金钻头的密度、硬度、抗弯强度、相对耐磨性和相对耐腐性，检测结果为，本发明实施例1提供的合金钻头的密度为14.30g/cm3，硬度为90.5HRA，抗弯强度为3100MPa，相对耐磨性为79.7，相对耐腐性为32.8。
[0119]实施例2
[0120]将Cu、N1、MnC和WC混合，得到混合物，所述混合物中含有20.5wt%的Cu、6.4wt%的N1、9.7被％的胞(:，余量为￥(:，所述WC中费氏粒度为12 μπι的粉末和费氏粒度为25 μπι的粉末的质量比为40:60 ；
[0121]将所述混合物采用湿球磨工艺进行磨制36小时，磨制过程中的球磨比为3.5:1，将磨制后的产物在0.08MPa、95 V下真空干燥，将干燥后的产物进行滚筒制粒，得到混合料；
[0122]将所述混合料在250MPa下进行18分钟的冷等静压成型，得到粉坯；
[0123]将所述粉坯利用五轴数控加工进行机加工，得到钻头粉坯；首先加工粉坯底部(有螺纹部分)钻3个斜孔，然后挖槽；翻面加工粉坯的顶部，再加工粉坯的中部；最后是加工3个大孔和倒扣及30个孔；
[0124]将所述钻头粉坯放入压力烧结炉内进行高温烧结，得到合金钻头，所述烧结的时间为12h，烧结的温度为1460°C，烧结后的保温时间为50min。
[0125]按照上述技术方案所述的方法，检测本发明实施例2制备得到的合金钻头的密度、硬度、抗弯强度、相对耐磨性和相对耐腐性，检测结果为，本发明实施例2提供的合金钻头的密度为14.45g/cm3，硬度为89.4HRA，抗弯强度为3200MPa，相对耐磨性为78.5，相对耐腐性为35.2。
[0126]由以上实施例可知，本发明提供了一种合金钻头，成分为:14wt%? 30wt%的粘结相，所述粘结相为Co、N1、Fe和Cu中的一种或几种；0.32wt%?9.7*1:%的添加剂，所述添加剂为TaC、MoC、Cr3C2和MnC中的一种或几种；余量为硬质相，所述硬质相为WC。本发明提供的合金钻头中WC作为硬质相能够使合金钻头具有较好的硬度和耐磨性，Cu、N1、Fe或Co为粘结相可以使合金具有较好的致密度及强度，同时还可提高合金钻头的耐腐蚀性能及抗疲劳性能，TaC、MoC、Cr3C2或MnC为添加剂能够进一步提高合金钻头的耐高温性能及耐磨损性能；因此本发明提供的合金钻头在具有较高的耐磨性和冲击韧性的同时还具有较好的耐腐蚀性及抗疲劳性能。
【主权项】
1.一种合金钻头，成分为: 14wt%?3(^1:%的粘结相，所述粘结相为Co、N1、Fe和Cu中的一种或几种； 0.32wt%?9.7?七％的添加剂，所述添加剂为TaC、MoC、Cr3C2和MnC中的一种或几种； 余量为硬质相，所述硬质相为wc。2.根据权利要求1所述的合金钻头，其特征在于，所述合金钻头的成分为钨钴合金、铁妈合金或铜妈合金。3.根据权利要求2所述的合金钻头，其特征在于，所述钨钴合金的成分为: 9wt%?14.5wt% 的 Co，5wt % ?8wt % 的 Ni， 0.35wt%?0.6界七％的 TaC，0.3wt%?0.55界七％的]\10(:， 余量为WC。4.根据权利要求2所述的合金钻头，其特征在于，所述铁钨合金的成分为: 15wt%? 20wt% 的 Fe，3.6wt % ?5.lwt % 的 Co，3.8wt % ?4.9wt % 的 Ni， 0.32wt%~ 0.4wt % |3tl Cr3C2, 余量为wc。5.根据权利要求2所述的合金钻头，其特征在于，所述铜钨合金的成分为:14.3wt%?20.5界1:%的 Cu，6.8wt % ?9.7wt % 的 MnC，4.5wt % ?6.4wt % 的 Ni， 余量为WC。6.根据权利要求2所述的合金钻头，其特征在于，所述钨钴合金、铁钨合金和铜钨合金的晶粒度为3 μ m?10.3 μ m。7.—种权利要求1?6中任意一项所述的合金钻头的制备方法，包括: 将硬质相、粘结相和添加剂混合，得到混合料，所述硬质相为WC，所述粘结相为Co、N1、Fe和Cu中的一种或几种，所述添加剂为TaC、MoC、Cr3C2和MnC中的一种或几种； 将所述混合料进行冷等静压成型，得到粉坯； 将所述粉坯进行形状加工，得到钻头粉坯； 将所述钻头粉坯进行烧结，得到合金钻头。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将硬质相、粘结相和添加剂混合后还包括: 将得到的混合物依次进行磨制、干燥和制粒，得到混合料。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述冷等静压的压力为180MPa?280MPa。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烧结的温度为1430°C?1470°C。
【专利摘要】本发明提供了一种合金钻头，成分为：14wt％～30wt％的粘结相，所述粘结相为Co、Ni、Fe和Cu中的一种或几种；0.32wt％～9.7wt％的添加剂，所述添加剂为TaC、MoC、Cr3C2和MnC中的一种或几种；余量为硬质相，所述硬质相为WC。本发明提供的合金钻头中WC作为硬质相能够提高合金钻头的硬度和耐磨性，Cu、Ni、Fe或Co为粘结相可以提高合金钻头的耐腐蚀性能及抗疲劳性能，TaC、MoC、Cr3C2或MnC为添加剂能够进一步提高合金钻头的耐高温性能及耐磨损性能；因此本发明提供的合金钻头在具有较高的耐磨性和冲击韧性的同时还具有较好的耐腐蚀性及抗疲劳性能。
【IPC分类】E21B10/46, C22C1/05, C22C29/08
【公开号】CN105349867
【申请号】CN201510719112
【发明人】刘彬, 徐跃华, 巫吉, 曹志华
【申请人】株洲西迪硬质合金科技股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月29日